JPH01189021A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気記録媒体に関する。更に詳細には、本発明
は耐久性の向上された磁気記録媒体に関する。

［従来の技術］ 従来から一般にａ及している磁気記録媒体は、・針状の
磁性粉と高分子結合剤とを主体とする磁性塗料を非磁性
基体」ユに塗布して磁性層を形成した塗布型の磁気記録
媒体である。

現在、磁気記録再生装置はますます高密度化の傾向にあ
り、短波長記録特性に優れた磁気記録媒体が要望されて
いる。

しかし、塗布型磁気記録媒体における短波長記録特性の
改善には限界がある。これに対して、強磁性体を真空蒸
着、左バッタリング、またはイオンブレーティング等の
いわゆる物理蒸着法によって非磁性基体上に形成する金
属薄膜型の磁気記録媒体は、その磁性層中に非磁性の結
合剤が混入されていないので著しく高い残留磁束密度を
得ることができ、かつ、磁性層を極めて薄く形成するこ
とができるために、高出力で短波長応答性に優れている
という利点を有する。この特徴により、最近は薄膜型磁
気記録媒体が磁気媒体の主流となりつつある。

しかし、金属薄膜として、Ｃｏ　＋　Ｃｏ　Ｎ　ｉ＋　
ＣｏＣｒ＋　ＣｏＮ１Ｐなどの強磁性金属薄膜もしくは
、γ酸化鉄あるいはＢ’ａフェライトなどの金属酸化物
薄膜が用いられるため、その記録磁性層の剛性は、バイ
ンダを使用したものに比べはるかに大きい。

そのため、高分子フィルム上に強磁性薄膜記録磁性層を
設けるフロッピーディスク、蒸着テープなどにおいては
、耐摺動性及びヘッドの媒体へのコンタクトが、バイン
ダ型に比べて著しく劣る。

また、リジッドディスクにおいては、ヘッドの姿勢変動
、コンタクトΦスタート・ストップ（Ｃ８Ｓ）で媒体に
傷かつ（と、この傷は、記録磁性層が剛性の高い−様な
金属もしくは酸化物でできているため成長しやすく、更
に、傷によってできたふちは、鋭利な刃物の様になりや
すいため、ヘッドクラッシュを起こすという問題点があ
った。

この問題をさけるため、磁気記録層上に耐摺動性に優れ
るプラズマ重合保護膜層を設けたり（特開昭５７−８２
２２９号公報参照）、カーボン保護膜層を設けること（
特公昭８０−２３４０８号公報参照）などが提案されて
おり耐久性改善に効果を−Ｌげている。

ところが、これらのベーパーデポジション法により形成
された保護膜層は、膜中に多量のラジカルを残留させて
いるため、長期的にはこれらのラジカルが大気中のＨ２
Ｏや０２等と反応して、保護膜層が変質し、耐久性が劣
化するという問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記従来製品が持っていた保護膜層の劣化と
いう点を解決し、以て耐久性に優れた磁気記録媒体を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らが長年にわたり広範な実験と試作を続けた結
果、非磁性基体上に強磁性金属薄膜からなる磁気記録層
を設け、さらにその上部にベーパーデポジション法によ
り非金属系保護膜層を設け、そして、前記非金属系保護
膜層を形成した直後に、得られた媒体をＨ２ガス中で加
熱することにより、保護膜中のラジカルがＨ２ガスと反
応して消滅し、ラジカルフリーな状態となり、長期の使
用においても保護膜が劣化しにくい、耐久性に優れた磁
気記録媒体が得られることを発見した。本発明は斯かる
知見に基づき完成された。

本明細書における“ラジカルフリー”という用語は必ず
しも、「ラジカルが全く含まれない」状態を意味するも
のではなく、むしろ、「保護膜の劣化が問題とならない
レベルにまでラジカル量が低減されている」状態を意味
するものである。実際、本発明者らの実験によれば、形
成直後の保護膜中のラジカル量が１０２θ／ｃａＪであ
る場合、Ｈ２ガスの存在下で加熱処理すると保護膜中の
ラジカル量は１０”　／ｃｔａ３程度にまで減少する。

電子スピン共鳴分析（ＥＳＲ）によれば、この１０”　
／ｃｍＪのレベルでは、薄膜の状態で測定する限り、保
護膜中のラジカルを検出することは困難である。また、
保護膜中のラジカル量が１゜／６／ｃ１１３のレベルに
まで低下されていると、耐久性の経時変化は殆ど発生し
ない。従って、必ずしも、保護膜中のラジカル量をゼロ
にする必要はない。

本発明において、保護膜層の形成に使用される、ベーパ
ーデポジション法とは、減圧下で気体、液体あるいは、
固体の原料を加熱、光照射、放電等の手段で気化させ、
場合によっては、前述の手段等により活性化させて基体
上に被着させて膜を形成する方法一般を指し、例えば真
空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、ＣＶＤ、　
イオンビーム蒸着、クラスターイオンビーム蒸着等が該
当する。特に生産性の観点からＲＦプラズマＣＶ　Ｉ）
法とスパッタリング法が好ましい。

ベーパーデポジション法により保護膜を形成した場合に
、保護膜中にラジカルが残留しやすい保護膜形成材料は
非金属系の材料、例えば、有機高分子化合物類、カーボ
ン類、ホウ素、二酸化ケイ素等である。従って、本発明
の製造方法は保護膜がこれら非金属系材料からベーパー
デポジション法により形成される場合に特にを効である
。

本発明の磁気記録媒体における保護膜の形成材料として
使用できるカーボン類は例えば、グラファイト杖カーボ
ン、アモルフＴス状カーボン、ダイヤモンド状カーボン
、もしくはこれらの混合物質である。これらの保護膜は
例えば、常温でガスもしくは十分な蒸気圧を有する液体
の炭化水素、例、ｔばｃＨ４，Ｃ２Ｈｓ＊　Ｃ３ＨＢ、
Ｃ２Ｈ４＋。

Ｃａ　Ｈ６ｍ　Ｃ２Ｈ２１Ｃ６Ｈ６等のモノマーガスを
ＲＦプラズマＣＶＤ法により処理したり、グラファイト
、グラッシーカーボンをターゲットとしてスパッタ法に
より形成できる。

本発明の磁気記録媒体における保護膜の形成材料として
使用できる有機高分子化合物類は例えば、ポリエチレン
、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリブタジェ
ン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリ
塩化ビニール、ポリ酢酸ビニール、ポリウレタン、テフ
ロン等である。これらは、保護膜中において完全な高分
子を構成する必要は必ずしもない。従って、モノマー。

オリゴマー、テロマー等として膜中に混在することもで
きる。これらの有機高分子保Ｍ膜は例えば、真空蒸着法
やスパッタリング法により磁性層上に被着形成される。

また、ポリマーは最初から重合体の形のものを使用する
こともできるが、別法として、例えば、非磁性基体上の
記録磁性層上にモノマーを真空蒸着法により析出させ、
該磁性膜の表面に電子線。

電磁線あるいは電離線を照射し、前記モノマーを重合化
させポリマーとすることもできる。更に、常温でガスも
しくは十分な蒸気圧を有する液体の有機化合物、例えば
、ＣＨ，、Ｃ６Ｈｔａ、Ｃ６Ｈ１２、Ｓｉ　（ＣＨＪ）
９％　　（ＣＨＪ）ＳｉＯ８ｉ（ＣＨＪ）Ｊ、Ｃ２Ｆｌ
ｓ　Ｃａ　Ｆ６等のモノマーガスをＲＦプラズマＣＶＤ
法により処理し、プラズマ重合体として磁性層上に被着
形成させることもできる。

保護膜の厚さ自体は本発明の必須要件ではないが、一般
的には５０人〜５００人の範囲内である。

５０人人情溝は均一な厚みの保護膜を形成することが困
難である。一方、５００Å超ではスペーシングロスが大
きくなり好ましくない。

保護膜中の残留ラジカルを消滅させるのに使用するガス
としては、ラジカルと反応して、膜中に取り込まれた際
に膜のひずみを最小にするためにより小さな原子を使用
しなければならず％Ｈ２ガスのみが適当である。処理の
際のＨ２ガスのガス圧は小さ過ぎると、ラジカル消滅効
果が小さいので、１ＯＴｏｒｒ以上が好ましいがガス圧
が大き過ぎても効果は飽和するので、１０〜２０００Ｔ
ｏｒｒがより好ましい。

Ｈ２ガスは単独で使用することもできるが、純粋なＨ２
ガスは引火性があり取扱に細心の注意を必要とするので
、Ｈｅ　＊　Ｎ　ｅ　ｔ　Ａ　ｒおよびＮ２からなる群
から選択される少な（とも１種以上の不活性ガスで希釈
して使用することもできる。一方、Ｈ２ガス圧が１００
Ｔｏｒｒ以下では安全性は高いが、伝熱性に劣り、後記
の加熱処理の円滑化を阻害する。このため、１ｏＯＴｏ
ｒｒ以下の低Ｈ２ガス圧の場合、Ｈｅ　＋　Ｎ　ｅ　＋
　Ａ　ｒおよびＮ２からなる群から選択される少なくと
も１種以上の不活性ガスを最大１０倍程度まで混合して
使用することが好ましい。これらの不活性ガスの混合に
より引火、爆発の危険性がなくなるばかりか、伝熱性も
高まり、後記の加熱処理が円滑に行われる。

ラジカル消減速度を増大させ、かつＨ原子の侵入による
膜のひずみを減少させるため処理中に加熱することが好
ましい。加熱温度が低すぎると効果はなく、高すぎると
膜が変質して、脆くなるため３０〜３００℃が好ましい
。加熱温度は使用される非磁性基体の種類に依存して変
化される。例えば、非磁性基体が高分子フィルムであれ
ば、加熱温度はせいぜい６０〜７０℃程度までしか上げ
られない。これ以上になると、フィルムが熱により変形
する恐れがある。また、アルミニウムまたはガラスのよ
うな無機材料からなる非磁性基体の場合は、２００〜３
００℃が加熱温度の上限となる。

加熱時間は特に限定されない。所定のＨ２ガス圧で、使
用基板の耐熱温度付近の加熱温度で加熱処理すると、保
護膜中のラジカルは急激に減少し、あるレベルにまで達
すると、ラジカル随が殆ど変化しなくなる。従って、ス
ループットの観点から、ラジカル量の急激な減少が市ま
る時点で加熱処理を終了することが好ましい。このよう
な時点は使用される非磁性基体の種類、保護膜の構成材
料、保護膜の膜厚等の諸条件の組合わせの下で、実験を
繰り返すことにより当業者ならば容易に決定できる。

強磁性金属薄膜層の形成材料としては、Ｃ０９Ｆｅｔ　
Ｎｉ＋　Ｇｏ−Ｎｉ＋　Ｃｏ　　Ｃｒｖ　Ｃｏ　　Ｐ＋
Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ等の強磁性材料の小体、もしくは合金が
使用され、真空蒸首、スパッタリング、イオンブレーテ
ィング等の手段により基体上に被着、形成される。

磁気記録媒体としては、ポリエステル、ポリイミド、ポ
リエチレン等の合成樹脂フィルムを基体とする磁気テー
プ、合成樹脂、アルミ、ガラス等からなる円盤やドラム
を基体とする磁気ディスクや磁気ドラムなど、少なくと
も起動、停止時に磁気ヘッドと摺動する構造の種々の形
態を包含する。

〔実施例］ 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

−Ｉ−グーー１ ５インチφ、厚さ３ｍｍのＡＪ−Ｍｇ基板上に化学メツ
キにより２０μｍ厚のＮｉＰ層を形成した。次いでＤＣ
マグネトロンスパッタリング法により、ＮｉＰ層上にＣ
ｒ（厚さ２０００人）、ＣｏｓθＮｉ２θ　（５００人
）を順に積層した。

次いで、グラファイトをターゲットとし、スパッタ条件
Ａ　ｒ　１００ｓｅｃｍ、ガス圧２　ｍＴｏｒｒスパッ
タ電力１ｋｗでＣ０５ｏＮｉ２θ薄膜層上にカーボン保
護膜層を（３００人）を形成した。続いて、Ｃｒ　＋　
Ｃｏ　Ｎ　ｉｔ　スパッタカーボン層を形成したＡＪｌ
−Ｍｇディスクを真空槽から取り出し、直後に加熱処理
槽に導入して、下記の表１に示される通りの種々の条件
下で処理を行い磁気ディスクを作製した。

ｒ、　　　　　　Ｎ　　　　　　　　　　　　　゛　　
〜Ｃｒ層、ＣｏＮｉ層を形成したＡλ−Ｍｇ基体をＲＦ
プラズマ処理層に導入し、ＲＦ電極上に基体を設置し、
ベンゼンガスを２０６ＣＣ１の流量で導入し、ガス圧５
　ｍＴｏｒｒとし、ＲＦ電力をｅｏｏｗ印加して、ＣＶ
Ｄを行いＣｏＮｉ層上に３００人厚０カーボン保Ｓ膜層
を形成した。続いて、ＲＦプラズマ処理層から取り出し
、直後に加熱処理槽に導入して、下記の表１に示される
通りの種々の条件下で処理を杼い磁気ディスクを作製し
た。

Ｌ佼肚１ カーボン保Ｗ１膜を設けないこと以外は前記実施例１に
述べた通りの磁気記録媒体を作製した。

以上の実施例および比較例で作製された各磁気ディスク
について、耐久性と走行性の経時変化を評価した。

耐久性は５ｍｍφの鋼球を２０ｇ荷重で摺動させ、磁気
記録層が破壊されるまでの摺動回数（往復）により評価
した。走行性は耐久性と同様の試験により、１００摺動
回目の値により評価した。

また各媒体を６０℃、９０％ＲＨの雰囲気下に１０日間
放置した後、前記の試験方法に従い、耐久性および走行
性を測定し、これら特性の経時変化を評価した。結果を
表１に要約して示す。

（以下余白） 表１に示された結果から明らかなように、実施例１〜８
で得られた磁気ディスクは保護膜層のないもの（比較例
６）に比べ耐久性と走行性が共に優れ高温多湿環境に放
置後も劣化がない。

一方、後処理温度が高すぎる磁気ディスク（比較例１，
６）と０２ガスで後処理した磁気ディスク（比較例４）
は耐久性、走行性共に劣り、処理ガス圧が低すぎる磁気
ディスク（比較例２．７）と後処理を省いた磁気ディス
ク（比較例５）は初期特性は優れるが経時劣化する。

また、処理ガス圧の高すぎる磁気ディスク（比較例３）
は初期特性に優れ、経時劣化もないがその効果はすでに
飽和している。

［発明の効果］ 以」二説明したように、本発明によれば、ベーパーデポ
ジション法により非金属系保護膜を形成した後、ｌ　Ｏ
〜２０００ＴｏｒｒのＨ２ガス雰囲気下で３０〜３００
℃に加熱することにより、保護膜中のラジカルがＨ２と
反応して消滅し、ラジカルフリーの保護膜が得られる。

その結果、耐久性および走行性に優れ、かつ耐久性と走
行性の経時劣化のない優れた磁気記録媒体が得られる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性基体上に強磁性金属薄膜からなる磁気記録
   層を有し、さらにその上部にベーパーデポジション法に
   より形成された非金属系保護膜層を有する磁気記録媒体
   に於いて、前記非金属系保護膜層はラジカルフリーに構
   成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）非金属系保護膜層はアモルファスカーボン、ダイ
   ヤモンド状カーボン、ボロン、ボロンカーバイト、ボロ
   ンナイトライドおよび有機物をモノマーとするプラズマ
   重合体からなる群から選択される材料から形成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. （３）非磁性基体上に強磁性金属薄膜からなる磁気記録
   層を設け、さらにその上部にベーパーデポジション法に
   より非金属系保護膜層を設けることからなる磁気記録媒
   体の製造方法において、前記非金属系保護膜層を形成し
   た直後に、得られた媒体をＨ＿２ガス中で加熱すること
   を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. （４）加熱は、Ｈ＿２ガス圧が１０〜２０００Ｔｏｒｒ
   の雰囲気中で３０〜３００℃の範囲内の温度で行うこと
   を特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. （５）Ｈ＿２ガス中に、Ｈｅ、Ｎｅ、ＡｒおよびＮ＿２
   からなる群から選択される少なくとも１種以上の不活性
   ガスを混合することを特徴とする請求項３または請求項
   ４記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. （６）保護膜層をＲＦプラズマＣＶＤ法により形成する
   ことを特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体の製造方
   法。
7. （７）保護膜層をスパッタリング法により形成すること
   を特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体の製造方法。